高速公路橋梁工程PHC管樁承載性狀與計算方法研究.pdf

1、PHC管樁具有施工質(zhì)量易控制、施工速度快、工后沉降及不均勻沉降小、單樁承載力高、單位承載力造價便宜等優(yōu)點。工程上其多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中，在高速公路橋梁公程中尚朱得到推廣應(yīng)用。對PHc管樁水平承載力的合理計算方法，水平荷載作用下PHC管樁的承載特性和群樁效應(yīng)等問題，國內(nèi)外缺乏系統(tǒng)的理論分析。因此，對其進(jìn)行深入研究是十分必要的。 本文在PHC管樁現(xiàn)場和室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，通過理論分析和數(shù)值模擬，從施工擾動效應(yīng)、PHC管樁單樁水平承

2、載力計算方法、PHC管樁水平荷載作用下承載特性和PHC管樁水平荷載作用下群樁效應(yīng)等幾個方面進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上，研究了高速公路橋梁工程PHC管樁基礎(chǔ)的設(shè)計原理。主要研究內(nèi)容與成果總結(jié)如下： (1)進(jìn)行了高速公路橋梁工程PHC管樁基礎(chǔ)的豎向、側(cè)向靜載荷試驗和高應(yīng)變動力試驗；提出了考慮土塞效應(yīng)的PHC管樁豎向承載力修正公式：并對高應(yīng)變動力試驗結(jié)果和靜載荷試驗結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。 (2)通過現(xiàn)場測試，研究了PHC管樁打樁

3、過程對樁周土的擾動隨深度、時間、徑向距變化的規(guī)律：利用小孔擴(kuò)張理論對PHC管樁擠土效應(yīng)與其內(nèi)外徑比關(guān)系進(jìn)行了分析；利用靜載試驗和最終壓樁力的關(guān)系，得到該試驗場地PHC管樁樁基承載力的擬合曲線。 (3)提出了PHC管樁單樁水平承載力的p-y曲線與有限層耦合計算方法，并闡明本方法分析水平荷載作用下PHC管樁單樁承載力的合理性；基于試驗，提出了PHC管樁水平極限承載力預(yù)測方法；通過不同計算方法所得出的極限荷載值的比較，證實了p-y曲線

4、與有限層法相耦合計算方法能較準(zhǔn)確的模擬水平荷載作用下PHC樁的工作特性。 (4)通過對PHC管樁在水平荷載作用下的水平位移、樁身彎矩、樁側(cè)土抗力、p-y曲線等變形特性進(jìn)行計算，研究了PHC管樁水平荷載作用下的承載特性；分析了各主要因素對PHC管樁水平承載特性的影響；通過對不同樁型水平荷載作用下承載特性的比較，論證了PHC管樁的優(yōu)越性。在相同受力條件下，PHC管樁與具有相同等效截面積的實心圓樁和實心方樁相比，樁頂處的最大水平位移和

5、樁身上部主要受力部分的水平位移都比較小。其原因是PHC管樁采用薄殼結(jié)構(gòu)，增大了樁的直徑，具有較好的抵抗水平變形的能力。 (5)采用“前折減后疊加”的群樁分析模型，并考慮樁頂嵌同和豎向荷載作用的影響，提出了p-y曲線綜合系數(shù)法，對PHC管樁水平荷載作用下群樁效應(yīng)進(jìn)行了研究；利用三維快速拉格朗日查分法分析模型，將水平承載PHC管樁群樁效應(yīng)系數(shù)進(jìn)行了理論計算與數(shù)值模擬的對比分析；通過對樁間距、土層性質(zhì)、樁徑、樁身剛度、樁身截而形狀等多